Estudio para la aplicación de la tecnología blockchain y la gestión inteligente a la red eléctrica uruguaya. Caso de estudio : recarga de vehículos eléctricos

Abstract

En la última década se transformó la matriz eléctrica de Uruguay logrando incorporar un elevado porcentaje de energías renovables intermitentes. Esto generó desafíos para la operación del sistema. A su vez, la migración hacia la movilidad eléctrica tiende a profundizar estos desafíos. Los sistemas de gestión de la demanda son posibles soluciones a esta problemática, en particular la gestión de cargas de vehículos eléctricos (VE). A medida que se agregan actores y nuevos equipos inteligentes a la red eléctrica se generan problemas asociados a la seguridad y privacidad. La tecnología blockchain tiene algunas características que la posicionan como una solución para abordar los problemas de sistemas de energía descentralizados. En esta tesis de maestría se diseña una plataforma basada en blockchain para la coordinación de sesiones de carga de VE. Se realizan simulaciones con la herramienta SimSEE y se muestran los beneficios energéticos de su implementación comparados con un escenario en donde no se tiene la plataforma. Con la plataforma se logra reducir la potencia instalada y la energía de fuentes térmicas, permite incorporar mayor potencia de energía eólica y solar y reduce el costo de abastecimiento de la demanda. A su vez, se estudia el impacto en la red eléctrica asociado a la penetración de VE en el futuro y se simulan los resultados que se tendrán con la plataforma de coordinación. Se concluye que se tendrán problemas en la red de distribución asociados a sesiones de carga descoordinada de VE con la actual infraestructura, y la gestión de sesiones de carga será una solución efectiva para mitigar estos problemas y diferir inversiones. Por último, se especifican los requerimientos necesarios para implementar la plataforma con la tecnología blockchain. En este trabajo no se desarrolla el código de la herramienta, solo se especifican las funciones que debe cumplir.

In the last decade, the electrical matrix of Uruguay was transformed, managing to incorporate a high percentage of intermittent renewable energies. This created challenges for the operation of the system. In turn, the migration towards electric mobility tends to deepen these challenges. Demand management systems are possible solutions to this problem, in particular the management of electric vehicle (EV) charges. As actors and new intelligent equipment are added to the electrical network, problems associated with security and privacy are generated. Blockchain technology has some characteristics that position it as a solution to address the problems of decentralized energy systems. In this master’s thesis, a blockchain-based platform for the coordination of EV charging sessions is designed. Simulations are performed with the SimSEE tool and the energy benefits of its implementation are shown compared to a scenario where the platform is not present. With the platform it is possible to reduce the installed power and the energy from thermal sources, it is possible to incorporate greater power from wind and solar energy and it reduces the cost of supplying the demand. In turn, the impact on the electrical network associated with the penetration of EVs in the future is studied and the results that would be obtained with the coordination platform are simulated. It is concluded that there will be problems in the distribution network associated with uncoordinated EV charging sessions with the current infrastructure, and the management of charging sessions would be an effective solution to mitigate these problems and defer investments. Finally, the necessary requirements to implement the platform with blockchain technology are specified. In this work the code of the tool is not developed, only the functions that it must fulfill are specified.